Wat is een lijnspectrum?

Het elektromagnetische spectrum, waarvan licht een fractie is, is een continue verdeling van golflengten variërend van ultraviolette tot infrarode straling. Wanneer elektromagnetische straling in de vorm van licht door een materiaal gaat, worden bepaalde delen ervan geabsorbeerd of uitgezonden door het medium. Bij het waarnemen van dit licht door een spectroscoop, verschijnen die delen als een lijnspectrum - ofwel felgekleurde emissielijnen op een donkere achtergrond of donkere absorptielijnen op een felgekleurde achtergrond.

Wanneer wit licht door een diffractierooster gaat, verschijnt een continu lichtspectrum. Het diffractierooster heeft het licht gescheiden in zijn verschillende golflengten, van violet tot rood, in het zichtbare bereik. Dit continue spectrum wordt afgegeven door gloeiende vaste stoffen, vloeistoffen en gassen onder hoge druk. De twee bekendste voorbeelden hiervan zijn wit licht door een prisma en door waterdruppels, waardoor een regenboog ontstaat.

Er zijn twee soorten lijnspectrum: een emissiespectrum en een absorptiespectrum. De eerste wordt ook een helder lijnenspectrum genoemd en bestaat uit een paar felgekleurde lijnen tegen een donkere achtergrond. Elke lijn vertegenwoordigt een unieke golflengte en het hele ding is uniek voor dat specifieke element. Deze lijnen worden uitgestoten wanneer een lagedrukgas in contact wordt gebracht met een elektrische ontlading.

Een donkerlijnspectrum of absorptiespectrum is precies het tegenovergestelde - in plaats van heldere lijnen bij elke golflengte op een donkere achtergrond, heeft een absorptiespectrum donkere lijnen bij de overeenkomstige golflengten op een continue achtergrond. Dit resultaat is de belangrijkste focus van absorptiespectroscopie en het wordt gecreëerd door licht door een gas van het te analyseren element te laten gaan.

Natuurkundige Niels Bohr introduceerde in 1913 zijn idee waarom het atomaire spectrum de kenmerken en eigenschappen heeft die het heeft. Om dit te doen, theoretiseerde Bohr zijn eigen atoommodel, nu het Bohr-model genoemd. Het gaat ervan uit dat elektronen alleen kunnen bestaan ​​in afzonderlijke banen rond de kern en dat alleen bepaalde banen stabiel zijn, wat betekent dat het elektron geen straling uitzendt. Straling wordt echter uitgezonden wanneer het elektron van een hogere energiebaan naar een lagere baan beweegt.

Spectroscopie is de analyse van dit fenomeen met behulp van een machine genaamd een spectroscoop. Geen twee elementen emitteren of absorberen exact hetzelfde lijnspectrum, dus deze observaties kunnen worden gebruikt om de elementen in een monster te bepalen. Als gevolg hiervan zijn astronomen begonnen hun spectroscopen naar de sterren te richten in een poging hun samenstelling en die van elk interstellair medium tussen een bepaalde ster en de aarde te bepalen.